煤礦膠帶輸送機防打滑保護技術分析

（山西晉煤集團晉圣松峪煤業有限公司 山西 048211）

前言

在煤炭開采過程中，需要使用輸送機將煤炭從礦井下運輸至地面，因此對煤炭輸送機的選擇具有重要的意義。煤炭運輸機的運輸原理是利用電機帶動煤炭傳輸帶轉動，煤炭在摩擦力的作用下，運輸至地面，在輸送機工作過程中緊固裝置將傳送帶固定在電機帶動的轉筒上面，通過電機帶動傳送帶運動，實現滾筒帶動傳輸帶的同步轉動，完成煤炭的傳送功能。

在煤炭開采的生產過程中，由于輸送機引發的事故較多，如果工作人員在生產過程中，不能對運輸機定時檢查，不僅造成設備因缺乏維修導致設備老化嚴重，還會給煤炭的安全生產帶來嚴重的安全隱患，因此需要及時對設備性能采取檢測預警措施，如：傳送帶在工作過程中產生煙霧、傳送帶在工作過程中煤碳堆積不動、傳送帶在工作過程中縱撕、傳送帶在工作過程中跑偏、傳送帶在工作過程中欠速等現象使用傳感器報警提醒，當傳感器發預警時，膠帶輸送機停止運轉，工作人員要及時進行排查修理，及時降低因缺乏對設備的維護等原因，造成的安全事故發生。

1.原有膠帶防欠速保護的缺陷

在煤炭運輸過程中，膠帶都是在定速情況下運行，在膠帶運行穩定后，將膠帶防欠速保護傳感器投用到實際運輸過程中，就可以對膠帶的實際工作速度進行監測。在這種情況下，根據膠帶的額定運行速度，設置傳感器與其額定轉速同步的報警轉速，當運輸機在工作過程中的電機的實際轉速低于安全轉速，會被管理系統診斷為設備故障。工作人員及時停止運行設備，并對設備進行故障檢查和維修。如果將防欠速保護的方案應用于對變頻器控制膠帶的防欠速保護方案中，當膠帶在工作過程中發生重載低速啟動時，或由于運輸煤重量太輕，造成電機沒有處于滿頻率工作狀態，此時傳感器也處于正常的檢測狀態，傳感器會由于電機不在滿載狀態下，其轉速是低于其額定轉速的情況發生持續報警，導致無法進行正常生產。

2.改進方案

(1)設計思路

在對運輸機的設計過程中，應對煤炭運輸機的狀態及時判斷，當發現煤炭與傳輸帶存在打滑的現象時，應及時停止運輸任務，對煤炭傳輸機進行調整。因此在設備設計的過程中，應首先對設備的狀態進行判斷，及時發現設備的問題并對出現的故障進行修理。

(2)技術方案

在提出設計思路之后，應對技術路線的實施進行規劃，設備的傳輸過程需要對傳輸帶的帶速進行監控，在設備設計的工程中，使用傳感器對帶速進行檢測，在PLC控制器的程序過程中，將膠帶的實際運行的速度與預設的安全帶速進行對比，當發現帶速出現異常時，該設備及時發出預警措施[3]。該技術方案的實現，對設備出現異常起到及時預警的作用，具體判斷程序流程如下圖1所示。

圖1 主程序流程圖

(3)煤炭運輸機的設計原理

圖2 速度故障保護系統程序圖

在實際工作狀態下，在不斷的測試過程中發現：PLC控制器給變頻器輸出電流信號區間（4～20mA）與頻率設定區間（0～50Hz）成正相關，當輸送機在頻率設定區間時與膠帶預設速區間度（0～4m/s）成正相關，所以可以發現，當電流信號輸出區間時與膠帶預設速度區間成正比。在工作過程中，傳感器在檢測帶速的過程中，利用AD轉換將采集到的帶速信號與預設的安全信號數值進行比較，在安全的范圍內，將實際數值與預設的數值進行比較，因此在PLC程序中將反饋頻率的數值與PLC輸出的頻率數值比較，當在反饋得到的低于變頻器輸出的頻率值的情況下，判定為該狀態膠帶處于欠速狀態。另一方面在設備的工作過程中，需要考慮電機輸出實際功率的因素，設備的電機選型為異步電機，其在工作的過程中需要考慮各方面的阻尼，因此在保護裝置的設計過程中要考慮這一因素的影響，并與變頻器在工作狀態下輸出的頻率作對比，達到判斷膠帶在不同頻率時工作的過程中，是否發生欠速故障，并且在運輸機工作的過程中不存在膠帶剛開始工作傳感器就會發出報警信號提醒，程序設計過程如圖2。

(4)煤炭運輸機設備調試過程

設備的穩定運行，需要對設備進行調試，把預期編寫好的PLC程序燒錄進設備中，該過程應先保持運輸設備的機械結構，不僅應符合采礦工作的使用要求，還應保持結構處于完好無損的狀態，將PLC燒錄至設備，并對設備的運行情況進行檢測，在空載的狀態下逐漸加速，當設備運行的速度超過預設的速度時，設備應出現報警措施。并在不斷測試的過程中進行完善，在設備的運行和設計過程中，應把實際運行環境的各種干擾因素考慮進產品的設計過程中。在不斷的測試和調整過程中，在各方面誤差的允許的范圍內，對產品不斷進行測試和調整，不斷調整優化產品。

(5)煤炭運輸機設備實施過程

該裝置主要使用于礦井下，實現對煤炭的運輸作用，該裝置主要使用傳感器對傳送帶的速度檢測，并把發現速度與安全速度進行對比，當裝置的運行速度高于安全速度時，該裝置可以達到及時報警預告的作用，提醒工作人員對設備進行及時的修理，及時防治因煤炭與傳送帶打滑導致的事故發生。

3.結語

在設備的設計的過程中，根據傳統的煤炭運輸機出現的問題與不足，在對本套設備設計的過程中，通過測速傳感器對傳送帶的速度進行及時監控，實現了對傳送帶帶速的精確控制，促進煤礦工作人員對設備運轉的情況及時掌握，提高設備的工作效率，另一方面，傳送帶的控制系統具有穩定的操控效果，在工作過程中不會發生誤報警的情況，為企業的安全生產提供了保障。